Borohydrure de lithium - Lithium borohydride

Borohydrure de lithium
Li+.svgBorhydrid-.svg
Unit cell of lithium borohydride at room temperature
Cellule unitaire de borohydrure de lithium à température ambiante
Noms
Nom IUPAC
Tétrahydridoborate de lithium(1–)
Autres noms
Hydroborate de
lithium, tétrahydroborate de lithium
Borate(1-), tétrahydro-, lithium, boranate de lithium
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
ChemSpider
Carte d'information de l'ECHA 100.037.277 Edit this at Wikidata
CID PubChem
Numéro RTECS
UNII
  • InChI=1S/BH4.Li/h1H4;/q-1;+1 checkY
    Clé : UUKMSDRCXNLYOO-UHFFFAOYSA-N checkY
  • InChI=1/BH4.Li/h1H4;/q-1;+1
    Clé : UUKMSDRCXNLYOO-UHFFFAOYAS
  • [Li+].[BH4-]
Propriétés
LiBH 4
Masse molaire 21,784 g/mol
Apparence Solide blanc
Densité 0,666 g / cm 3
Point de fusion 268 °C (514 °F; 541 K)
Point d'ébullition 380 °C (716 °F; 653 K) se décompose
réagit
Solubilité dans l' éther 2,5 g/100 ml
Structure
orthorhombique
Pnma
a  = 7,17858(4), b  = 4,43686(2), c  = 6,80321(4)
216.685(3) A 3
4
[4]B
Thermochimie
82,6 J/molK
75,7 J/molK
Std enthalpie de
formation (Δ f H ⦵ 298 )
-198,83 kJ/mol
Dangers
> 180 °C (356 °F; 453 K)
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
checkY vérifier  ( qu'est-ce que c'est   ?) checkY☒N
Références de l'infobox

Le borohydrure de lithium (LiBH 4 ) est un borohydrure et connu en synthèse organique comme agent réducteur pour les esters . Bien que moins courant que le borohydrure de sodium apparenté , le sel de lithium offre certains avantages, étant un agent réducteur plus fort et très soluble dans les éthers, tout en restant plus sûr à manipuler que l'hydrure de lithium et d'aluminium .

Préparation

Le borohydrure de lithium peut être préparé par la réaction de métathèse qui se produit lors du broyage à billes du borohydrure de sodium et du bromure de lithium les plus couramment disponibles :

NaBH 4 + LiBr → NaBr + LiBH 4

Alternativement, il peut être synthétisé en traitant du trifluorure de bore avec de l'hydrure de lithium dans de l'éther diéthylique :

BF 3 + 4 LiH → LiBH 4 + 3 LiF

Réactions

Le borohydrure de lithium est un agent réducteur plus puissant que le borohydrure de sodium . Dans les mélanges de méthanol et d' éther diéthylique , le borohydrure de lithium est capable de réduire les esters en alcools et les amides primaires en amines . En revanche, ces substrats ne sont pas affectés par le borohydrure de sodium. La réactivité accrue est attribuée à la polarisation du substrat carbonyle par complexation au cation lithium.

Chimiosélectivité

L'utilisation de borohydrure de lithium est particulièrement avantageuse dans certaines préparations en raison de sa chimiosélectivité plus élevée par rapport à d'autres agents réducteurs courants tels que l'hydrure de lithium et d'aluminium . Par exemple, contrairement à l'hydrure de lithium et d'aluminium, le borohydrure de lithium réduira les esters, les nitriles , les lactones , les amides primaires et les époxydes tout en épargnant les groupes nitro , les acides carbamiques , les halogénures d'alkyle et les amides secondaires / tertiaires .

Production d'hydrogène

Le borohydrure de lithium réagit avec l'eau pour produire de l'hydrogène. Cette réaction peut être utilisée pour la génération d'hydrogène.

Stockage d'Energie

Densité d'énergie volumétrique vs gravimétrique .
Schéma du recyclage du borohydrure de lithium. Les intrants sont le borate de lithium et l'hydrogène.

Le borohydrure de lithium est reconnu comme l'un des vecteurs d'énergie chimique à densité énergétique la plus élevée . Bien qu'actuellement sans importance pratique, le solide libérera 65 MJ/kg de chaleur lors d'un traitement avec de l'oxygène atmosphérique. Comme il a une densité de 0,67 g/cm 3 , l'oxydation du borohydrure de lithium liquide donne 43 MJ/L . En comparaison, l'essence donne 44 MJ/kg (ou 35 MJ/L), tandis que l'hydrogène liquide donne 120 MJ/kg (ou 8,0 MJ/L). La densité d'énergie spécifique élevée du borohydrure de lithium en a fait un candidat intéressant à proposer pour le carburant des automobiles et des fusées, mais malgré la recherche et le plaidoyer, il n'a pas été largement utilisé. Comme tous les vecteurs énergétiques à base d'hydrure chimique, le borohydrure de lithium est très complexe à recycler (c'est-à-dire à recharger) et souffre donc d'un faible rendement de conversion énergétique . Alors que les batteries telles que le lithium-ion ont une densité d'énergie allant jusqu'à 0,72 MJ/kg et 2,0 MJ/L, leur efficacité de conversion CC à CC peut atteindre 90 %. Compte tenu de la complexité des mécanismes de recyclage des hydrures métalliques, des rendements de conversion d'énergie aussi élevés ne sont pas pratiques avec la technologie actuelle.

Comparaison des propriétés physiques
Substance Énergie spécifique MJ/kg Densité g/cm 3 Densité énergétique MJ/L
LiBH 4 65.2 0,666 43,4
Essence ordinaire 44 0,72 34,8
Hydrogène liquide 120 0,0708 8
Batterie aux ions lithium 0,72 2.8 2

Voir également

Remarques

  1. ^ Le rapport plus élevé de la densité d'énergie à l'énergie spécifique pour l'hydrogène est dû à la très faible densité de masse (0,071 g/cm 3 ).

Les références